C# 中居然也有切片语法糖，太厉害了

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了C# 中居然也有切片语法糖，太厉害了，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5856字，纯文字阅读大概需要9分钟。

内容图文

一：背景

1. 讲故事

昨天在 github 上准备找找 C# 9 又有哪些新语法糖可以试用，不觉在一个文档上看到一个很奇怪的写法:  foreach (var item in myArray[0..5])哈哈，熟悉又陌生，玩过python的朋友对这个 [0..5] 太熟悉不过了，居然在 C# 中也遇到了，开心哈，看了下是 C# 8 的新语法，讽刺讽刺，8 都没玩熟就搞 9 了，我的探索欲比较强，总想看看这玩意底层是由什么支撑的。

二：.. 语法糖的用法

从前面介绍的 myArray[0..5] 语义上也能看出，这是一个切分array的操作，那到底有几种切分方式呢？下面一个一个来介绍，为了方便演示，我先定义一个数组，代码如下：

var?myarr?=?new?string[]?{?"10",?"20",?"30",?"40",?"50",?"60",?"70",?"80",?"90",?"100"?};

1. 提取 arr 前3个元素

如果用 linq 的话，可以用 Take(3)，用切片操作的话就是 [0..3]， 代码如下：

????????static?void?Main(string[]?args)
????????{
????????????var?myarr?=?new?string[]?{?"10",?"20",?"30",?"40",?"50",?"60",?"70",?"80",?"90",?"100"?};

????????????//1.?获取数组?前3个元素
????????????var?query1?=?myarr[0..3];

????????????var?query2?=?myarr.Take(3).ToList();

????????????Console.WriteLine($"query1={string.Join(",",?query1)}");
????????????Console.WriteLine($"query2={string.Join(",",?query2)}");
????????}

2. 提取 arr 最后三个元素

这个怎么提取呢？在 python 中直接用 -3 表示就可以了，在C# 中需要用 ^ 来表示从末尾开始，代码如下：

????????static?void?Main(string[]?args)
????????{
????????????var?myarr?=?new?string[]?{?"10",?"20",?"30",?"40",?"50",?"60",?"70",?"80",?"90",?"100"?};

????????????//1.?获取数组?最后3个元素
????????????var?query1?=?myarr[^3..];

????????????var?query2?=?myarr.Skip(myarr.Length?-?3).ToList();

????????????Console.WriteLine($"query1={string.Join(",",?query1)}");
????????????Console.WriteLine($"query2={string.Join(",",?query2)}");
????????}

3. 提取 array 中index = 4，5，6 的三个位置元素

用 linq 的话，就需要使用 Skip + Take 双组合，如果用切片操作的话就太简单了。。。

????????static?void?Main(string[]?args)
????????{
????????????var?myarr?=?new?string[]?{?"10",?"20",?"30",?"40",?"50",?"60",?"70",?"80",?"90",?"100"?};

????????????//1.?获取数组?中?index=4,5,6?三个位置的元素
????????????var?query1?=?myarr[4..7];

????????????var?query2?=?myarr.Skip(4).Take(3).ToList();

????????????Console.WriteLine($"query1={string.Join(",",?query1)}");
????????????Console.WriteLine($"query2={string.Join(",",?query2)}");
????????}

从上面的切割区间 [4..7] 的输出结果来看，这是一个 左闭右开 的区间，所以要特别注意一下。

4. 获取 array 中倒数第三和第二个元素

从要求上来看就是获取元素 80 和 90，如果你理解了前面的两个用法，我相信这个你会很快的写出来，代码如下：

????????static?void?Main(string[]?args)
????????{
????????????var?myarr?=?new?string[]?{?"10",?"20",?"30",?"40",?"50",?"60",?"70",?"80",?"90",?"100"?};

????????????//1.?获取?array?中倒数第三和第二个元素
????????????var?query1?=?myarr[^3..^1];

????????????var?query2?=?myarr.Skip(myarr.Length?-?3).Take(2).ToList();

????????????Console.WriteLine($"query1={string.Join(",",?query1)}");
????????????Console.WriteLine($"query2={string.Join(",",?query2)}");
????????}

三. 探究原理

通过前面 4 个例子，我想大家都知道怎么玩了，接下来就是看看到底内部是用什么做支撑的，这里使用 DnSpy 去挖挖看。

1. 从 myarr[0..3] 看起

用 dnspy 反编译代码如下：

????
????//编译前
????var?query1?=?myarr[0..3];

????//编译后：
?string[]?query?=?RuntimeHelpers.GetSubArray<string>(myarr,?new?Range(0,?3));

从编译后的代码可以看出，原来获取切片的 array 是调用 RuntimeHelpers.GetSubArray 得到了，然后我简化一下这个方法，代码如下：

????????public?static?T[]?GetSubArray<[Nullable(2)]?T>(T[]?array,?Range?range)
????????{
????????????ValueTuple<int,?int>?offsetAndLength?=?range.GetOffsetAndLength(array.Length);
????????????int?item?=?offsetAndLength.Item1;
????????????int?item2?=?offsetAndLength.Item2;
????????????T[]?array3?=?new?T[item2];
????????????Buffer.Memmove<T>(Unsafe.As<byte,?T>(array3.GetRawSzArrayData()),?Unsafe.Add<T>(Unsafe.As<byte,?T>(array.GetRawSzArrayData()),?item),?(ulong)item2);
????????????return?array3;
????????}

从上面代码可以看到，最后的 子array 是由 Buffer.Memmove 完成的，但是给 子array 的切割位置是由  GetOffsetAndLength 方法实现，继续追一下代码：

?public?readonly?struct?Range?:?IEquatable<Range>
????{???
????????public?Index?Start?{?get;?}
????????public?Index?End?{?get;?}

??public?Range(Index?start,?Index?end)
??{
???this.Start?=?start;
???this.End?=?end;
??}

????????public?ValueTuple<int,?int>?GetOffsetAndLength(int?length)
????????{
????????????Index?start?=?this.Start;
????????????int?num;
????????????if?(start.IsFromEnd)
????????????{
????????????????num?=?length?-?start.Value;
????????????}
????????????else
????????????{
????????????????num?=?start.Value;
????????????}
????????????Index?end?=?this.End;
????????????int?num2;
????????????if?(end.IsFromEnd)
????????????{
????????????????num2?=?length?-?end.Value;
????????????}
????????????else
????????????{
????????????????num2?=?end.Value;
????????????}
????????????return?new?ValueTuple<int,?int>(num,?num2?-?num);
????????}
????}

看完上面的代码，你可能有两点疑惑：

1) start.IsFromEnd 和 end.IsFromEnd 是什么意思。

其实看完上面代码逻辑，你就明白了，IsFromEnd 表示起始点是从左开始还是从右边开始，就这么简单。

2) 我并没有看到 start.IsFromEnd 和 end.IsFromEnd 是怎么赋上值的。

在 Index 类的构造函数中，取决于上一层怎么去 new Index 的时候塞入的 true 或者 false，如下代码：

这个例子的流程大概是：new Range(1,3) -> operator Index(int value) -> FromStart(value) -> new Index(value) ，可以看到最后在 new 的时候并没有对可选参数赋值。

2. 探究 myarr[^3..]

刚才的例子是没有对可选参数赋值，那看看本例是不是 new Index 的时候赋值了?

//编译前：
var?query1?=?myarr[^3..];

//编译后：
string[]?query?=?RuntimeHelpers.GetSubArray<string>(myarr,?Range.StartAt(new?Index(3,?true)));

看到没有，这一次 new Index 的时候，给了 IsFromEnd = true , 表示从末尾开始计算，大家再结合刚才的  GetOffsetAndLength 方法，我想这逻辑你应该理顺了吧。

四：总结

总的来说这个切片操作太实用了，作用于 arr 可以大幅度减少对 skip & take 的使用，作用于 string 也可以大幅减少 SubString 的使用，如："12345"[1..3] ->  "12345".Substring(1, 2)，嘿嘿，厉害了吧！

内容总结

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